電光學元件的製作方法

2023-04-28 05:14:01 1

專利名稱：電光學元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及電光學元件，特別涉及在照相機、眼鏡等光學裝置中用於調整焦距的 電光學元件。
背景技術：
以往，作為使用了液晶的光學元件，已知可以通過施加的電壓來控制焦距的液晶 透鏡。在液晶透鏡的方式中，有使玻璃等透明基板具有平凸透鏡、平凹透鏡的透鏡形狀， 利用液晶的折射率變化來實現可變焦距的方式；以及使透明基板具有菲涅耳透鏡的透鏡形 狀，同樣地利用液晶的折射率變化來實現可變焦距的方式。另外，作為使透明基板具有菲涅耳透鏡的透鏡形狀的液晶透鏡，已知在菲涅耳透 鏡的透鏡形狀之上形成有透明電極的結構(例如專利文獻1)。如果在菲涅耳透鏡的透鏡形 狀之下形成透明電極，並經由菲涅耳透鏡的透鏡形狀向液晶層施加電壓，則由於菲涅耳透 鏡的透鏡部分的厚度、介電常數的差異等，施加給液晶層的電壓隨部位而不同，有時在液晶 分子的取向、豎立特性等液晶的響應性中產生不均。因此，通過在菲涅耳透鏡的透鏡形狀之 上形成透明電極，可以抑制上述響應性的不均。專利文獻1 日本特開昭60-50510號(第2頁、圖2以及圖3)但是，雖然通過濺射、蒸鍍等方法來形成透明電極，但在菲涅耳透鏡面的臺階面上 無法正確地形成電極膜，而引起傳導不良。因此，產生無法正確地對液晶施加電壓的區域， 無法得到期望的透鏡特性這樣的缺點。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種可以解決上述問題的電光學元件。另外，本發明的另一目的在於提供一種可以抑制透明電極的導電不良，得到期望 的光學特性的電光學元件。進而，本發明的又一目的在於提供一種可以抑制透明電極的導電不良，得到期望 的透鏡特性的電光學元件。進而，本發明的又一目的在於提供一種可以抑制透明電極的導電不良，得到期望 的光學特性以及期望的像差校正特性的電光學元件。本發明的電光學元件，其特徵在於，包括第一以及第二透明基板；由第一以及第 二透明基板夾持的電光學材料；具有配置在第一或第二透明基板上的多個分割透鏡面的光 學結構；在光學結構上犧牲光學結構的一部分而形成的傳導結構；以及分別配置在多個分 割透鏡面以及傳導結構上的透明電極，通過配置在傳導結構上的透明電極，使配置在多個 透鏡面上的透明電極彼此傳導。進而，在本發明的電光學元件中，光學結構優選為菲涅耳透鏡結構、柱面透鏡陣列 結構、微透鏡陣列或衍射光柵結構。進而，在本發明的電光學元件中，傳導結構優選包括連接相鄰的多個分割透鏡面
3彼此的連結面。進而，在本發明的電光學元件中，傳導結構優選包括將多個分割透鏡面的一部分 切掉而形成的連結面。進而，在本發明的電光學元件中，傳導結構優選包括橫跨多個分割透鏡面而形成 的第一連結面；以及連接第一連結面與多個分割透鏡面的第二連結面。進而，在本發明的電光學元件中，優選地，光學結構為菲涅耳透鏡結構，第一以及 第二連結面是將菲涅耳透鏡結構的一部分切掉而形成的。進而，在本發明的電光學元件中，第二連結面優選形成為多個分割透鏡面的環帶 狀。進而，在本發明的電光學元件中，透明電極優選包括像差校正用的電極圖案。進而，在本發明的電光學元件中，像差校正用的電極圖案優選包括彗差校正用的 電極圖案、球差校正用的電極圖案或像散校正用的電極圖案。進而，在本發明的電光學元件中，電光學材料優選為液晶。本發明的電光學元件，具備形成有電極的第一以及第二透明基板；以及由第一 以及第二透明基板夾持的液晶，在第一以及第二透明基板中的至少一個上，形成有具有經 由臺階面連接了分割為同心圓狀的分割透鏡面的菲涅耳透鏡面的菲涅耳透鏡結構，在菲涅 耳透鏡面上形成有電極的液晶透鏡中，其特徵在於，在菲涅耳透鏡結構中，設置有使相鄰的 分割透鏡面上的電極彼此傳導的傳導結構。進而，在本發明的電光學元件中，優選地，除了上述結構以外，設置連接相鄰的分 割透鏡面彼此的連結面作為傳導結構，在該連結面上形成電極。根據本發明，由於光學結構的各分割透鏡面上的透明電極通過設置在光學結構中 的傳導結構而傳導，所以可以通過設置在光學結構上的透明電極對液晶層正確地施加電 壓，得到期望的光學特性。另外，根據本發明，在透明電極包括像差校正用的電極圖案的情況下，除了期望的 光學特性以外，還可以得到期望的像差校正特性。


圖1是液晶透鏡的剖面圖。圖2 (a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖2 (b)是圖2 (a) 的A-A』剖面圖，圖2(c)是圖2(b)的用符號L表示的部位的放大圖。圖3是菲涅耳透鏡結構整體的立體圖。圖4是示出傳導結構2的部分立體圖。圖5 (a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖5 (b)是圖5 (a) 的B-B』剖面圖，圖5(c)是圖5(b)的用符號M表示的部位的放大圖。圖6是示出傳導結構3的部分立體圖。圖7 (a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖7 (b)是圖7 (a) 的C-C』剖面圖，圖7(c)是圖7(b)的用符號N表示的部位的放大圖。圖8是示出傳導結構4的部分立體圖。圖9 (a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖9 (b)是圖9 (a)的D-D』剖面圖，圖9(c)是圖9(b)的用符號0表示的部位的放大圖。圖10是示出傳導結構5的部分立體圖。圖11(a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖11(b)是圖 11(a)的E-E』剖面圖，圖11(c)是圖11(b)的用符號P表示的部位的放大圖。圖12是示出傳導結構6的部分立體圖。圖13是示出在液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18的菲涅耳透鏡面16上配置了彗 差校正用的透明電極圖案40的例子的圖。圖14(a)示出形成在菲涅耳透鏡面16上的彗差校正用的透明電極圖案4，圖 14(b)示出施加給透明電極圖案40的電壓例，圖14(c)示出通過透明電極圖案40改善的彗差例。圖15是示出在液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18的菲涅耳透鏡面16上配置了球 差校正用的透明電極圖案70的例子的圖。圖16(a)示出球差校正用的透明電極圖案70，圖16(b)示出施加給透明電極圖案 70的電壓例，圖16(c)示出通過透明電極圖案70改善的球差例。圖17是示出在液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18的菲涅耳透鏡面16上配置了像 散校正用的透明電極圖案100的例子的圖。圖18(a)示出像散校正用的透明電極圖案100，圖18(b)示出在透明電極圖案100 的Y軸方向上施加的電壓例，圖18(C)示出通過透明電極圖案100改善的Y軸方向的像散 例。圖19(a)示出使圖18(a)所示的透明電極圖案100旋轉了 90度的情況，圖19 (b) 示出在透明電極圖案100的X軸方向上施加的電壓例，圖19(c)示出通過透明電極圖案110 改善的X軸方向的像散例。圖20是示出初級菲涅耳透鏡結構200的圖。圖21是示出柱面透鏡陣列結構210的圖。圖22是示出微透鏡陣列結構220的圖。圖23是示出衍射光柵結構230的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行詳細說明。另外，本發明的技術性範圍 不限於這些實施方式，而涉及權利要求書記載的發明和其等同物。另外，還可以在不脫離本 發明的要旨的範圍內通過附加了各種變更的方式來實施。以下，以液晶透鏡為例子，說明本 發明的電光學元件。圖1是液晶透鏡1的剖面圖。在圖1所示的液晶透鏡1中，具有通過對向的透明基板13以及14夾持了作為電 光學材料的液晶層15的結構。作為透明基板13以及14的材質，例如，使用玻璃、聚碳酸酯 等。作為液晶，例如，使用均勻(homogeneous)取向型或垂直取向型的液晶。在透明基板13 以及14之間，在周緣部設置有密封件17，防止液晶的洩漏，並且將液晶層15保持為規定的厚度。在透明基板14上，形成有透明的菲涅耳透鏡結構18。菲涅耳透鏡結構18具有經
5由臺階面16b連接了分割為同心圓狀的分割透鏡面16a的形狀的菲涅耳透鏡面16。菲涅 耳透鏡結構18由聚碳酸酯形成。但是，菲涅耳透鏡結構18還可以使用丙烯等光學材料、環 烯烴類等透明樹脂、自由基(radical)聚合型的丙烯類US硬化樹脂、陽離子聚合型的環氧 類US硬化樹脂、熱硬化性樹脂、或者無機-有機混合材料。去除菲涅耳透鏡面16中的臺階 面16b並連接了分割透鏡面16a而形成的連續面雖然也可以是單純的球面，但從降低像差 的觀點出發，優選成為非球面形狀。另外，菲涅耳透鏡結構18既可以形成在透明基板13上，也可以形成在透明基板13 以及14這兩方上。在透明基板13上的與菲涅耳透鏡結構18相對的面上形成有透明電極11，在菲涅 耳透鏡結構18上的與透明基板13相對的面上形成有透明電極12。在本發明的液晶透鏡1中，在菲涅耳透鏡結構18中，設置有用於使形成在菲涅耳 透鏡面16的各分割透鏡面16a上的透明電極12彼此傳導的傳導結構。在後面敘述該導電 結構的詳細結構。在透明基板13以及14的透明電極11以及12上，形成有用於使液晶取向的取向 膜(未圖示)。取向膜使用聚醯亞胺，但也可以使用其他材料。在將聚醯亞胺燒成之後進行 摩擦處理，使液晶具有規定的預傾角而構成。接下來，說明液晶透鏡1的動作。如果例如使菲涅耳透鏡結構18和液晶層15的折射率與玻璃相同，則液晶透鏡1 發揮與沒有透鏡效應的本來的玻璃相同的作用，在液晶層15具有與菲涅耳透鏡面16不同 的折射率的情況下，根據菲涅耳透鏡面16的形狀，作為凸透鏡或凹透鏡而發揮功能。由於在向透明電極11、12施加電壓時，液晶的折射率變化，所以可以使透鏡的光 學能力(power)變化。施加到透明電極11、12的驅動電壓例如是脈衝高度調製(PHM)或脈 衝寬度調製(PWM)的交流電壓。接下來，說明設置在菲涅耳透鏡結構中的導電結構。圖2 圖4是示出設置在液晶透鏡1中的傳導結構2的圖。圖2 (a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖2 (b)是圖2 (a) 的A-A』剖面圖，圖2(c)是圖2(b)的用符號L表示的部位的放大圖。另外，圖3是設置有 傳導結構2的菲涅耳透鏡結構18整體的立體圖。進而，圖4是示出傳導結構2的部分立體 圖。如圖2 圖4所示，傳導結構2具備連結面23，該連結面23是將菲涅耳透鏡結構 18的一部分切掉，並通過平緩的傾斜面連接相鄰的分割透鏡面16a彼此而形成的。在各連 結面23上，與各分割透鏡面16a同樣地，形成有透明電極12。通過具備這樣的傳導結構2，各分割透鏡面16a上的透明電極12成為通過連結面 23上的透明電極12相互傳導的狀態。由此，通過設置在菲涅耳透鏡面16上的透明電極12 向液晶層正確地施加電壓，可以得到期望的透鏡特性。上述的設置有傳導結構2的菲涅耳透鏡結構18通過模具的轉印(transfer)而形 成。用於轉印設置有傳導結構2的菲涅耳透鏡結構18的模具需要製作成用於形成菲涅耳 透鏡面16的圖案形狀，並且需要製作成用於形成連結面23的凸形狀。但是，技術上難以通 過切削等來加工凸形狀。
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因此，通過形成電鑄品的方法來加工。首先，製作具有與菲涅耳透鏡面16以及連 結面23相同形狀的圖案的初級模具。由於連結面23是菲涅耳透鏡結構18的一部分被切掉 的凹形狀，所以可以通過切削等容易地加工初級模具。接下來，根據初級模具形成電鑄品， 將形成的電鑄品作為用於轉印設置有傳導結構2的菲涅耳透鏡結構18的模具。通過這樣 的工序，可以容易地形成用於轉印設置有傳導結構2的菲涅耳透鏡結構18的模具。另外，設置有傳導結構2的菲涅耳透鏡結構18的形成方法不限於上述方法。例如， 還可以通過如下方法來形成設置有傳導結構2的菲涅耳透鏡結構18 在通過模具的轉印僅 形成了菲涅耳透鏡面16的圖案之後，對菲涅耳透鏡面16的圖案部分實施機械加工等，加工 具有連結面23的傳導結構。圖5以及圖6是示出其他傳導結構3的圖。在菲涅耳透鏡結構18中可以代替上 述傳導結構2而設置傳導結構3。圖5(a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖5 (b)是圖5(a) 的B-B』剖面圖，圖5 (c)是圖5(b)的用符號M表示的部位的放大圖。另外，圖6是示出設 置有傳導結構3的菲涅耳透鏡結構18的一部分的立體圖。如圖5以及圖6所示，傳導結構3具備連結面24，該連結面24從分割透鏡面16a 的端邊緣起形成至位於相鄰的分割透鏡面16a，且通過平緩的傾斜面連接相鄰的分割透鏡 面16a彼此。連結面24在菲涅耳透鏡結構18上形成為凸形狀。在各連結面24上，與各分 割透鏡面16a同樣地，形成有透明電極12。通過具備這樣的傳導結構3，與上述傳導結構2同樣地，成為通過連結面24上的透 明電極12相互傳導了各分割透鏡面16a上的透明電極12的狀態。由此，可以通過設置在 菲涅耳透鏡面16上的透明電極12向液晶層正確地施加電壓，得到期望的透鏡特性。通過在形成了用於形成菲涅耳透鏡面16的圖案之後，與連結面24的形狀對應地 切削該圖案，來製作用於轉印設置有傳導結構3的菲涅耳透鏡結構18的模具。因此，與需 要形成電鑄品的傳導結構2相比，可以容易地製作用於轉印設置有傳導結構3的菲涅耳透 鏡結構18的模具。圖7以及圖8是示出其他傳導結構4的圖。在菲涅耳透鏡結構18中可以代替上 述傳導結構2而設置傳導結構4。圖7(a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖7 (b)是圖7(a) 的C-C』剖面圖，圖7(c)是圖7(b)的用符號N表示的部位的放大圖。另外，圖8是示出設 置有傳導結構4的菲涅耳透鏡結構18的一部分的立體圖。如圖7以及圖8所示，傳導結構4具備將菲涅耳透鏡結構18的一部分切掉，並橫 跨多個分割透鏡面16a形成的第一連結面25 ；以及同樣地將菲涅耳透鏡結構18的一部分 切掉，並通過平緩的傾斜面連接連結面25與各分割透鏡面16a的第二連結面26。在第一連 結面25與第二連結面26上，與各分割透鏡面16a同樣地，形成有透明電極12。另外，第一 連結面25如圖8所示，成為規定且具有一定寬度的帶狀形狀。另外，第二連結面26如圖8 所示，成為將底邊與第一連結面25連接的大致三角形狀。通過具備這樣的傳導結構4，成為各分割透鏡面16a上的透明電極12通過第一連 結面25以及第二連結面26上的透明電極12相互傳導的狀態。由此，可以通過設置在菲涅 耳透鏡面16上的透明電極12向液晶層正確地施加電壓，得到期望的透鏡特性。
用於轉印設置有傳導結構4的菲涅耳透鏡結構18的模具需要製作成用於形成菲 涅耳透鏡面16的圖案形狀，並且需要製作成用於形成第一連結面25以及第二連結面26的 凸形狀。但是，技術上難以通過切削等來加工凸形狀。因此，與傳導結構2同樣地，通過形成電鑄品的方法來加工傳導結構4的模具。首 先，製作具有與菲涅耳透鏡面16、第一連結面25以及第二連結面26相同形狀的圖案的初級 模具。由於第一連結面25以及第二連結面26是菲涅耳透鏡結構18的一部分被切掉的凹 形狀，所以可以通過切削等容易地加工初級模具。接下來，根據初級模具形成電鑄品，可以 得到用於轉印設置有傳導結構4的菲涅耳透鏡結構18的模具。另外，設置有傳導結構4的菲涅耳透鏡結構18的形成方法不限於上述方法。例如， 還可以通過如下方法來形成設置有傳導結構4的菲涅耳透鏡結構18 在通過模具的轉印僅 形成了菲涅耳透鏡面16的圖案之後，對菲涅耳透鏡面16的圖案部分實施機械加工等，加工 具有第一連結面25以及第二連結面26的傳導結構，由此形成設置有傳導結構4的菲涅耳 透鏡結構18。圖9以及圖10是示出其他傳導結構5的圖。在菲涅耳透鏡結構18中可以代替上 述傳導結構2而設置傳導結構5。圖9(a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖9 (b)是圖9(a) 的D-D』剖面圖，圖9(c)是圖9(b)的用符號0表示的部位的放大圖。另外，圖10是示出設 置有傳導結構5的菲涅耳透鏡結構18的一部分的立體圖。傳導結構5具備橫跨多個分割透鏡面16a而形成的第一連結面27 ；以及通過平 緩的傾斜面連接第一連結面27與各分割透鏡面16a的第二連結面28。第一連結面27與 第二連結面28在菲涅耳透鏡結構18上形成為凸形狀。在第一連結面27與第二連結面28 上，與各分割透鏡面16a同樣地，形成有透明電極12。第一連結面27如圖10所示，成為規 定且具有一定寬度的帶狀形狀。另外，第二連結面28如圖10所示，成為將底邊與第一連結 面27連接的大致三角形狀。通過具備這樣的傳導結構5，成為各分割透鏡面16a上的透明電極12通過第一連 結面27以及第二連結面28上的透明電極12相互傳導的狀態。由此，可以通過設置在菲涅 耳透鏡面16上的透明電極12向液晶層正確地施加電壓，得到期望的透鏡特性。通過在形成了用於形成菲涅耳透鏡面16的圖案之後，與第一連結面27以及第二 連結面28的形狀對應地切削該圖案，來製作用於轉印設置有傳導結構5的菲涅耳透鏡結構 18的模具。因此，與需要形成電鑄品的傳導結構4相比，可以容易地製作用於轉印設置有傳 導結構5的菲涅耳透鏡結構18的模具。另外，在圖8所示的傳導結構4以及圖10所示的傳導結構5中，減小與菲涅耳透 鏡面16的半徑方向正交的方向的第一連結面25以及27的寬度，從而可以抑制由於設置傳 導結構而對光學特性造成的影響。圖11以及圖12是示出又一其他傳導結構6的圖。在菲涅耳透鏡結構18中可以 代替上述傳導結構2而設置傳導結構6。圖11(a)是設置有菲涅耳透鏡結構18的透明基板14的俯視圖，圖11(b)是圖 11(a)的E-E』剖面圖，圖11(c)是圖11(b)的用符號P表示的部位的放大圖。另外，圖12
8是示出設置有傳導結構6的菲涅耳透鏡結構18的一部分的立體圖。如圖11以及圖12所示，傳導結構6具備橫跨多個分割透鏡面16a而形成的帶狀 的第一連結面27 ；以及與第一連結面29連接且形成在各分割透鏡面16a的端邊緣的環帶 狀的第二連結面30。在第一連結面29與第二連結面30上，與各分割透鏡面16a同樣地，形 成有透明電極12。通過具備這樣的傳導結構6，成為各分割透鏡面16a上的透明電極12通過第一連 結面29以及第二連結面30上的透明電極12相互傳導的狀態。由此，可以通過設置在菲涅 耳透鏡面16上的透明電極12向液晶層正確地施加電壓，得到期望的透鏡特性。在圖11以及圖12中，示出了環帶狀的第二連結面30形成在各分割透鏡面16a的 最遠離透明基板14的端邊緣的例子。但是，本發明不限於此，也可以在各分割透鏡面16a 的其他部位形成環帶狀的第二連結面30。通過在各分割透鏡面16a的端邊緣形成環帶狀的 第二連結面30，可以抑制由於設置傳導結構而對光學特性造成的影響。另外，在圖11以及圖12中，示出了第二連結面30形成在各分割透鏡面16a的端邊 緣的整周的例子，但第二連結面30也可以形成在各分割透鏡面16a的端邊緣的一部分中。在上述傳導結構2以及3中，無需完全犧牲各分割透鏡面16a的半徑方向的區域， 而形成傳導結構。由此，與犧牲各分割透鏡面16a的半徑方向的區域的一部分而形成傳導 結構的傳導結構4 140相比，在傳導結構2以及3中，可以抑制對光學特性造成的影響。在上述傳導結構4 6中，橫跨多個分割透鏡面16a而形成了傳導結構。因此，傳 導結構4 140與在分割透鏡面16a的半徑方向的一部分中形成有傳導結構的傳導結構2 以及3相比，對於分割透鏡16a的間距窄的菲涅耳透鏡結構18也可以容易地形成。在上述例子中，示出了在菲涅耳透鏡面16上在半徑方向上排列成一列地形成了 傳導結構2 6的連結面的例子。但是，本發明不限於此，也可以在從菲涅耳透鏡面16的 中心朝向不同方向的位置分別形成連結面。在上述例子中，在菲涅耳透鏡面16整體上配置了透明電極12，但在以下例子中， 說明在菲涅耳透鏡面16上配置了像差校正用的透明電極圖案的例子。圖13是示出在液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18的菲涅耳透鏡面16上配置了彗 差校正用的透明電極圖案40的例子的圖。在對⑶、DVD、以及Blu-ray等記錄介質進行讀取或寫入的光拾取器裝置中，通過 準直透鏡將來自光源的光束變換為大致平行光，通過物鏡向記錄介質聚光，接收來自記錄 介質的反射光束而產生信息信號。在這樣的光拾取器裝置中，在進行記錄介質的讀取或寫 入時，需要使通過物鏡聚光的光束正確地在記錄介質的軌道上跟隨。但是，由於記錄介質的 翹曲或彎曲、記錄介質的驅動機構的缺陷等，有時在記錄介質中產生傾斜。由於通過物鏡聚 光的光束的光軸相對記錄介質的軌道傾斜，從而在記錄介質的基板內產生彗差，所以在物 鏡的入射光瞳位置處換算時，產生如圖14(b)所示那樣的彗差61，成為使根據來自記錄介 質的反射光束而發生的信息信號劣化的原因。因此，通過在菲涅耳透鏡面16上形成圖13所示的彗差校正用的電極圖案40，液晶 透鏡1可以與焦距的調整一起，實施彗差校正。彗差校正用的電極圖案40如圖13所示由電極41 電極45形成。但是，菲涅耳 透鏡面16具有圖3所示那樣的臺階面16b，所以有各電極間不能被完全地傳導的可能性。
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因此，由於電極41橫跨四個分割透鏡面16a的全部，所以在三個部位設置第一連 結面50，電極41成為相同電位。另外，由於電極42橫跨兩個分割透鏡面16a，所以在一個 部位設置第二連結面51，電極42成為相同電位。另外，由於橫跨三個分割透鏡面16a而配 置了來自電極42的引出布線46，所以在兩個部位設置第三連結面52。進而，由於電極43 橫跨兩個分割透鏡面16a，所以在一個部位設置第四連結面53，電極43成為相同電位。進 而，由於電極44橫跨兩個分割透鏡面16a，所以在一個部位設置第五連結面54，電極44成 為相同電位。另外，橫跨三個分割透鏡面16a而配置了來自電極44的引出布線47，所以在 兩個部位設置第六連結面55。進而，由於電極45橫跨兩個分割透鏡面16a，所以在一個部 位設置第七連結面56，電極45成為相同電位。另外，圖13中的第一連結面50 第七連結面56全部具有與圖4所示的傳導結構 2所示的連結面23同樣的形狀。但是，還可以採用傳導結構3 6所示的其他連結面的形 狀。另外，圖13所示的彗差校正用的電極圖案40僅為一個例子，還可以採用其他圖案。圖14是用於說明通過彗差校正用的電極圖案40進行的彗差校正的圖。圖14(a) 示出形成在菲涅耳透鏡面16上的彗差校正用的透明電極圖案4，圖14(b)示出施加給透明 電極圖案40的電壓例，圖14 (c)示出通過透明電極圖案40改善的彗差例。另夕卜，在圖14 (a) 中，省略了在圖13中示出的連結面50 55的記載。對彗差校正用的透明電極圖案40的各區域，施加圖14(b)所示那樣的電壓60。在 對圖14 (a)所示那樣的透明電極圖案40施加了圖14 (b)所示那樣的電壓60時，在與對向透 明電極11(參照圖1)之間產生電位差，它們間的液晶的取向性根據電位差而變化。因此， 通過該部分的光束受到使其相位根據電位差而提前那樣的作用。由此，在記錄介質的基板 中產生的彗差61被校正為如圖14(c)所示的彗差62那樣。圖15是示出在液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18的菲涅耳透鏡面16上配置了球 差校正用的透明電極圖案70的例子的圖。由於記錄介質的軌道面上的光透射保護層的厚度不均等，從物鏡到軌道面的距離 並非恆定，或者有時無法總是同樣地會聚光斑。當在物鏡與軌道面之間的距離中產生了這 樣的不均時，在記錄介質的基板內產生球差，成為使根據來自記錄介質的反射光束髮生的 光強度信號劣化的原因。在物鏡的入射光瞳位置處換算的球差的一個例子如圖16(b)的91 所示。因此，通過在菲涅耳透鏡面16上形成圖15所示的球差校正用的電極圖案70，液晶 透鏡1可以與焦距的調整一起，實施球差校正。球差校正用的電極圖案70如圖15所示由電極71 電極79形成。但是，菲涅耳 透鏡面16具有圖3所示那樣的臺階面16b，所以有各電極間不被完全地傳導的可能性。因此，由於電極73橫跨兩個分割透鏡面16a的全部，所以在一個部位設置第一連 結面80，電極73成為相同電位。另外，由於電極74橫跨兩個分割透鏡面16a，所以在一個 部位設置第二連結面81，電極74成為相同電位。由於電極71、72以及75 79全部配置在同一分割透鏡面16a內，所以沒有配置 連結面。另外，在附圖的關係上沒有記載向各電極的引出布線。但是，在引出布線橫跨多個 分割透鏡面16a的情況下，對於引出布線也需要如圖13所示地配置連結面。另外，圖15中的第一連結面80以及第二連結面81全部具有與圖4所示的傳導結構2所示的連結面23同樣的形狀。但是，還可以採用傳導結構3 6所示的其他連結面的 形狀。另外，圖15所示的球差校正用的電極圖案70僅為一個例子，還可以採用其他圖案。圖16是用於說明通過球差校正用的電極圖案70進行的球差校正的圖。圖16(a) 示出球差校正用的透明電極圖案70，圖16(b)示出施加給透明電極圖案70的電壓例，圖 16(c)示出通過透明電極圖案70改善的球差例。另外，在圖16(a)中，省略了在圖15中示 出的連結面80以及81的記載。對球差校正用的透明電極圖案70的各區域，施加圖16(b)所示那樣的電壓90。在 對圖16 (a)所示那樣的透明電極圖案70施加了圖16 (b)所示那樣的電壓90時，在與對向透 明電極11(參照圖1)之間產生電位差，它們間的液晶的取向性根據電位差而變化。因此， 通過該部分的光束受到使其相位根據電位差而提前那樣的作用。由此，在記錄介質的基板 中產生的球差91被校正為如圖16(c)所示的球差92那樣。圖17是示出在液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18的菲涅耳透鏡面16上配置了像 散校正用的透明電極圖案100的例子的圖。在進行對記錄介質的讀取或寫入的光拾取器裝置中，在來自光源的光束中，由於 半導體雷射器等的像散差的問題，在Y軸方向上產生圖18(b)所示那樣的像散120，在X軸 方向上產生圖19(b)所示那樣的像散125，成為使根據來自記錄介質的反射光束產生的信 息信號劣化的原因。另外，作為像散整體可以模型化為具有Z = X2 · Y2(X以及Y是光瞳坐 標，Z是相位量)這樣的形狀。因此，通過在菲涅耳透鏡面16上形成圖17所示的像散校正用的電極圖案100，液 晶透鏡1可以與焦距的調整一起，實施像散校正。像散校正用的電極圖案100如圖17所示由電極101 電極109形成。但是，菲涅 耳透鏡面16具有圖3所示那樣的臺階面16b，所以有各電極間不被完全地傳導的可能性。因此，由於電極101橫跨兩個分割透鏡面16a的全部，所以在一個部位設置第一連 結面111，電極101成為相同電位。另外，由於電極102橫跨三個分割透鏡面16a，所以在兩 個部位設置第二連結面112，電極102成為相同電位。進而，由於電極103橫跨三個分割透 鏡面16a，所以在兩個部位設置第三連結面113，電極103成為相同電位。進而，由於電極 104橫跨三個分割透鏡面16a，所以在兩個部位設置第四連結面114，電極104成為相同電 位。進而，由於電極105橫跨三個分割透鏡面16a，所以在兩個部位設置第五連結面115，電 極105成為相同電位。進而，由於電極106橫跨三個分割透鏡面16a，所以在兩個部位設置 第六連結面116，電極106成為相同電位。進而，由於電極107橫跨三個分割透鏡面16a，所 以在兩個部位設置第七連結面117，電極107成為相同電位。進而，由於電極108橫跨三個 分割透鏡面16a，所以在兩個部位設置第八連結面118，電極108成為相同電位。進而，由於 電極109橫跨三個分割透鏡面16a，所以在兩個部位設置第九連結面119，電極109成為相 同電位。另外，在附圖的關係上沒有記載向各電極的引出布線。但是，在引出布線橫跨多個 分割透鏡面16a的情況下，對於引出布線也需要如圖13所示地配置連結面。另外，圖17中的第一連結面111 第九連結面119全部具有與圖4所示的傳導結 構2所示的連結面23同樣的形狀。但是，還可以採用傳導結構3 6所示的其他連結面的 形狀。另外，圖17所示的像散校正用的電極圖案100僅為一個例子，還可以採用其他圖案。
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圖18(a)示出像散校正用的透明電極圖案100，圖18(b)示出在透明電極圖案100 的Y軸方向上施加的電壓例，圖18(C)示出通過透明電極圖案100改善的Y軸方向的像散 例。另夕卜，圖19(a)示出使圖18(a)所示的透明電極圖案100旋轉了 90度的情況，圖19(b) 示出在透明電極圖案100的X軸方向上施加的電壓例，圖19 (c)示出通過透明電極圖案100 改善的X軸方向的像散例。另外，在圖18(a)以及圖19(a)中，省略了在圖17中示出的連 結面111 119的記載。對圖18(a)以及圖19(a)所示的透明電極圖案100的各區域，施加圖18(b)所示 那樣的電壓121以及圖19(b)所示那樣的電壓126。在對圖18(a)以及圖19(a)所示那樣 的透明電極圖案100施加了圖18(b)所示那樣的電壓120以及如圖19(b)所示的電壓126 時，在與對向透明電極11(參照圖1)之間產生電位差，它們間的液晶的取向性根據電位差 而變化。因此，通過該部分的光束受到使其相位根據電位差而提前那樣的作用。由此，在記 錄介質的基板中產生的Y軸方向的像散120以及X軸方向的像散125被校正為如圖18 (c) 所示的像散122以及圖19(c)所示的像散127那樣。在上述例子中，菲涅耳透鏡結構18具有四個分割透鏡面16a，但分割透鏡面16a的 數量不限於四個，可以根據需要設為例如10個、100個等各種數量。在上述例子中，說明了使用了菲涅耳透鏡結構18的液晶透鏡1，但以下說明在液 晶透鏡1中採用其他光學結構的例子。圖20是示出圓柱菲涅耳透鏡結構200的圖。通過代替液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18而使用圖20所示的圓柱菲涅耳透鏡結 構200，由此可以將液晶透鏡1用作圓柱菲涅耳透鏡。另外，圓柱菲涅耳透鏡結構200具有多個分割透鏡面200a以及臺階面200b。因 此，在圓柱菲涅耳透鏡結構200上配置了透明電極12的情況下，有可能難以使透明電極12 整體傳導。因此，在除了中央的分割透鏡的其他分割透鏡200a上設置具有連結面201的傳 導結構7。圖20中的連結面201都具有與圖4所示的傳導結構2所示的連結面23相同的形 狀。但是，還可以採用傳導結構3 6所示的其他連結面的形狀。另外，圖20所示的圓柱 菲涅耳透鏡結構200具有合計七個分割透鏡200a。但是，分割透鏡面200a的數量不限於七 個，而可以根據需要設為各種數量。圖21是示出柱面透鏡陣列結構210的圖。通過代替液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18而使用圖21所示的柱面透鏡陣列結構 210，由此可以將液晶透鏡1用作柱面透鏡陣列(雙凸透鏡)。另外，柱面透鏡陣列結構210具有多個分割透鏡面(柱面透鏡面)210a。但是，各 分割透鏡面210a的連接部分尖銳，所以在柱面透鏡陣列結構210上配置了透明電極12的 情況下，有可能難以使透明電極12整體傳導。因此，在分割透鏡面210a間設置有具有連結 面211的傳導結構8。圖21中的連結面211是一個平面，且具有連接分割透鏡面210a間的形狀。但是， 還可以採用傳導結構2 6所示的其他連結面的形狀。另外，圖21所示的柱面透鏡陣列結 構210具有合計八個分割透鏡面210a。但是，分割透鏡面210a的數量不限於八個，可以根 據需要設為各種數量。
圖22是示出微透鏡陣列結構220的圖。通過代替液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18而使用圖22所示的微透鏡陣列結構 220，由此可以將液晶透鏡1用作微透鏡陣列(複眼透鏡)。另外，微透鏡陣列結構220具有多個分割透鏡面(微透鏡面)220a。但是，各分割 透鏡面220a的連接部分尖銳，所以在微透鏡陣列結構220上配置了透明電極12的情況下， 有可能難以使透明電極12整體傳導。因此，在分割透鏡面220a間設置了具有連結面221 的傳導結構9。圖22中的連結面221是一個平面，且具有連接分割透鏡面220a間的形狀。但是， 還可以採用傳導結構2 6所示的其他連結面的形狀。另外，圖22所示的微透鏡陣列結構 220具有合計12個分割透鏡面220a。但是，分割透鏡面220a的數量不限於12個，可以根 據需要設為各種數量。圖23是示出衍射光柵結構230的圖。通過代替液晶透鏡1的菲涅耳透鏡結構18而使用圖23所示的衍射光柵結構230， 由此可以將液晶透鏡1用作衍射光柵(grating)。另外，衍射光柵結構230具有多個分割透鏡面230a 230r。但是，各分割透鏡面 具有臺階面231a 231q，所以在衍射光柵結構230上配置了透明電極12的情況下，有可能 難以使透明電極12整體傳導。因此，在分割透鏡面230a間設置了傳導結構10。傳導結構10包括設置在分割透鏡面230a 230f間的多個第一連結面232 ；設 置在分割透鏡面230g 2301間的多個第二連結面233 ；設置在分割透鏡面230m 230r間 的多個第三連結面234 ；以及用於連接分割透鏡面230f、2301以及230ι 而設置的第四連結 面 235。圖23中的第一連結面232 第三連結面234分別是一個斜面，且具有連接分割透 鏡面230a 230r間的形狀。但是，還可以採用傳導結構2 6所示的其他連結面的形狀。 另外，圖23所示的衍射光柵結構230具有合計18個分割透鏡面。但是，分割透鏡面的數量 不限於18個，而可以根據需要設為各種數量。在上述例子中，說明了菲涅耳透鏡結構(二維菲涅耳透鏡結構)18、圓柱菲涅耳透 鏡結構200、柱面透鏡陣列結構210、微透鏡陣列結構220以及衍射光柵結構230。但是，本 發明還可以應用於其他衍射型光學結構、折射型光學結構、以及具有更複雜的結構的浮雕 (relief)型全息光學結構。本發明的電光學元件通過在上述各種光學結構中具備各種傳導結構，成為各分割 透鏡面上的透明電極相互傳導的狀態。由此，可以通過設置在各種光學結構上的透明電極 對液晶層正確地施加電壓，得到期望的透鏡特性、光學特性和/或像差校正特性等。另外，在本發明的電光學元件中，可以代替液晶而利用鉍矽族氧化物(BSO)、鈮酸 鋰等固體晶體、或PLZT等電光學陶瓷等折射率隨電壓變化的電光學材料。
1權利要求
一種電光學元件，其特徵在於，包括第一以及第二透明基板；由上述第一以及第二透明基板夾持的電光學材料；具有配置在上述第一或第二透明基板上的多個分割透鏡面的光學結構；在上述光學結構上犧牲上述光學結構的一部分而形成的傳導結構；以及分別配置在上述多個分割透鏡面以及上述傳導結構上的透明電極，通過配置在上述傳導結構上的透明電極，使配置在上述多個透鏡面上的透明電極彼此傳導。
2.根據權利要求1所述的電光學元件，其特徵在於，上述光學結構是菲涅耳透鏡結構、 柱面透鏡陣列結構、微透鏡陣列或衍射光柵結構。
3.根據權利要求1所述的電光學元件，其特徵在於，上述傳導結構包括連接相鄰的多 個分割透鏡面彼此的連結面。
4.根據權利要求3所述的電光學元件，其特徵在於，上述傳導結構包括將上述多個分 割透鏡面的一部分切掉而形成的連結面。
5.根據權利要求1所述的電光學元件，其特徵在於，上述傳導結構包括橫跨上述多個 分割透鏡面而形成的第一連結面；以及連接上述第一連結面與上述多個分割透鏡面的第二 連結面。
6.根據權利要求5所述的電光學元件，其特徵在於，上述光學結構是菲涅耳透鏡結構， 上述第一以及第二連結面是將上述菲涅耳透鏡結構的一部分切掉而形成的。
7.根據權利要求6所述的電光學元件，其特徵在於，上述第二連結面形成為上述多個 分割透鏡面的環帶狀。
8.根據權利要求1所述的電光學元件，其特徵在於，上述透明電極包括像差校正用的 電極圖案。
9.根據權利要求8所述的電光學元件，其特徵在於，上述像差校正用的電極圖案包括 彗差校正用的電極圖案、球差校正用的電極圖案或像散校正用的電極圖案。
10.根據權利要求1所述的電光學元件，其特徵在於，上述電光學材料是液晶。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種可以抑制透明電極的傳導不良，得到期望的光學特性和/或像差校正特性的電光學元件。本發明的電光學元件的特徵在於，包括第一以及第二透明基板；由第一以及第二透明基板夾持的電光學材料；具有配置在第一或第二透明基板上的多個分割透鏡面(16a)的光學結構；具有在光學結構上將光學結構的一部分切掉等而形成的連結面(23)的傳導結構(2)；以及分別配置在多個分割透鏡面(16a)以及傳導結構(2)上的透明電極，通過配置在傳導結構(2)上的透明電極，使配置在多個透鏡面上的透明電極彼此傳導。
文檔編號G02F1/13GK101939690SQ200980100448
公開日2011年1月5日 申請日期2009年2月26日 優先權日2008年3月3日
發明者加藤雄一, 齋藤友香 申請人:西鐵城控股株式會社